基因指導蛋白質的合成的教學設計(第2課時)公開課

1、普通高中課程標準實驗教科書人教版必修2第四章 基因的表達第一節(jié) 基因指導蛋白質的合成第2課時基因指導蛋白質的合成教學設計方曉清 云霄四中【教學分析】本節(jié)內(nèi)容是在前3章學習逐步闡明基因的本質的基礎上，進一步闡明了基因在生物體內(nèi)是如何起作用的，具體學習基因是如何指導蛋白質的合成。它在教材中起著承前啟后的作用，一方面，是在前3章的基礎上完成的，可以加深學生對基因及作用機理的認識；另一方面，又為后面基因對性狀的控制、生物的變異和進化進行了必要的知識鋪墊。 【學情分析 】高一學生在學習完必修一和必修二前面三章的基礎上,已經(jīng)學習了DNA分子的結構、DNA的復制、DNA和RNA的區(qū)別。但是涉及到必修1和必修

2、2中多個章節(jié)內(nèi)容學生已遺忘，所以存在缺陷，具體表現(xiàn)在：概念、過程不清，獲取信息和綜合分析的能力不足，因此應該注意對學生學法的指導。教學中可讓學生課前預習，然后在課堂上模擬遺傳信息的翻譯過程，能加深對基因表達的理解和相關知識的鞏固，學生的各項能力也得到鍛煉。 【設計理念】嘗試以問題為主線，貫穿翻譯的整個教學過程，啟發(fā)學生逐步深入思考。通過環(huán)環(huán)相扣的問題探討，引導學生親歷思考與探究過程，通過模型構建翻譯的過程，體現(xiàn)學生的主動性，培養(yǎng)他們的自主學習的方式和科學探究精神，促進他們科學素養(yǎng)的形成?！窘虒W目標】知識目標：1概述遺傳信息的翻譯。2概述翻譯發(fā)生的時間、模板、過程。3說明mRNA、tRNA和核糖

3、體在遺傳信息表達過程中的協(xié)作關系。能力目標：1對圖形、圖表、文字資料進行識讀，并進行模型建構，培養(yǎng)學生觀察能力、獲取信息能力、推理能力、想象力以及動手能力和應用能力。2運用數(shù)學方法，分析堿基與氨基酸的對應關系，培養(yǎng)學生在生物知識背景下的數(shù)學計算能力。情感目標：1體驗蛋白質合成過程的邏輯美、簡約美。2在探究學習過程中激發(fā)探究興趣，逐漸形成科學精神、科學態(tài)度?！局攸c難點】教學重點：遺傳信息的翻譯過程。教學難點：遺傳信息的翻譯過程?！窘虒W方法】啟發(fā)式教學與探究式教學相結合?！窘虒W準備】1制備flash動畫、多媒體課件和模型教具【教學流程】mRNA上的堿基序列如何能變成具有一定氨基酸順序的蛋白質呢？m

4、RNA如何將信息翻譯成蛋白質？堿基與氨基酸之間的對應關系是怎樣？的？密碼子的特點：攜帶遺傳信息的mRNA是在核糖體上的，氨基酸是如何進入核糖體的呢？將氨基酸運到核糖體的的“搬運工”是另一種RNAtRNA。tRNA應該有什么樣的結構？模型構建翻譯蛋白質的過程總結基因指導蛋白質的合成過程【教學實施】教學內(nèi)容教師活動學生活動設計意圖二遺傳信息的翻譯密碼子的推測密碼子的特點轉運RNA翻譯的過程基因指導蛋白質合成過程導入：通過上節(jié)課的學習，我們知道，轉錄是以DNA的一條鏈為模板合成mRNA的過程，此過程發(fā)生在細胞核中。轉錄得到的RNA仍是堿基序列，而不是蛋白質，接下來就要進入遺傳信息的翻譯過程，引出翻譯

5、的概念：游離在細胞質中的各種氨基酸，就以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程。問：那么，RNA上的堿基序列如何能變成蛋白質中氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序呢？mRNA如何將信息翻譯成蛋白質？二、遺傳信息的翻譯過渡：堿基的排列順序儲存遺傳信息，mRNA堿基有四種，而構成生物體蛋白質的氨基酸有20種。四種堿基如何決定20種氨基酸呢？（一） 堿基與氨基酸之間的對應關系是怎樣的？如果1個堿基決定一個氨基酸，則只能決定4種氨基酸，如果2個堿基決定一個氨基酸，則可以決定多少種？如果3個堿基決定一個氨基酸呢？一個氨基酸的編碼至少需要多少個堿基，才足以組合出構成蛋白質的20種氨基酸？過渡：上述推測

6、只是破解遺傳密碼過程中的一步。后來，科學家又通過一步步的推測與實驗，最終破解了遺傳密碼，得知mRNA上3個相鄰的堿基決定1個氨基酸，每3個這樣的堿基又稱做1個密碼子，科學家將64個遺傳密碼子編制成下面的密碼子表。請大家查出亮氨酸的密碼子，并分析密碼子有何特點。密碼子的特點：1. 密碼子總數(shù)是64種，但決定氨基酸的密碼子是61種。所有生物的密碼子是相同的。2. 一個密碼子決定一個特定的氨基酸。一個氨基酸可能有多個密碼子。3. 起始密碼子編碼蛋白質，終止密碼子不密碼蛋白質。請結合密碼子表，討論下列問題：練習：已知一段mRNA的堿基序列是AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，你能寫出對應

7、的氨基酸序列嗎？過渡：mRNA進入細胞質后，就與蛋白質的“裝配機器核糖體結合起來，形成合成蛋白質的”生產(chǎn)線“。可是氨基酸是游離在細胞質中，而攜帶遺傳信息的mRNA是在核糖體上的，氨基酸是如何進入核糖體的呢？將氨基酸運到核糖體的的“搬運工”是另一種RNAtRNA。大家思考一下，tRNA應該有什么樣的結構？（提示：mRNA的信息要通過tRNA翻譯為相應的氨基酸，堿基互補配對原則）tRNA的特點：1. 結構三葉草形，一端攜帶氨基酸，另一端有三個堿基可與mRNA的密碼子配對，叫反密碼子。2. 每種tRNA能識別并轉運一種氨基酸。(二)翻譯家如何翻譯呢？請同學看圖4-6，模型構建翻譯蛋白質的過程思考以下

8、幾個問題：1. 每次進入核糖體的氨基酸的個數(shù)。2. 進入核糖體的tRNA與mRNA有何聯(lián)系。3. 兩個氨基酸是如何連接在一起的。4.蛋白質的合成場所是哪里？需要哪些條件？（運輸工具、模板、原料、能量）向學生展示翻譯的動畫和學生一起歸納：合成場所：核糖體條件：運輸工具tRNA 模板mRNA 原料20種氨基酸 能量ATP 多種酶結果：通過脫水縮合形成多肽鏈。翻譯的概念：游離在細胞質中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程，稱為遺傳信息的翻譯。總結：（三）比較復制，轉錄和翻譯三個過程的差異： DNA復制轉錄翻譯場所細胞核細胞核核糖體模板DNA雙鏈DNA一條鏈mRNA原料4

9、種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸20種氨基酸合成DNA分子mRNA肽鏈特點半保留復制，邊解旋邊復制邊解旋邊轉錄一個mRNA分子可以與多個核糖體結合播放基因指導蛋白質合成全部過程的動畫(四)布置作業(yè)回顧上節(jié)課的內(nèi)容，對比DNA的復制和轉錄過程，進入這節(jié)課的思考學生思考并用數(shù)學中的排列組合來解決問題學生查密碼子表，并分析密碼子的特點進一步對密碼子進行理解根據(jù)所學內(nèi)容思考tRNA的結構特點小組模型構建翻譯的過程并請代表上臺演示并解說翻譯的過程學生觀看動畫并理解翻譯的過程對比DNA的復制，轉錄和翻譯過程，找出異同點，加深對三者的理解導入新課培養(yǎng)學生利用數(shù)學知識解決問題的能力培養(yǎng)學生的讀表，分析表格的能力。加深結密碼子表的理解和應用培養(yǎng)學生的思維能力培養(yǎng)學生觀察能力、獲取信息能力、推理能力、想象力、動手能力對本節(jié)課的內(nèi)容進行總體的把握.【板書設計】二、遺傳信息的翻譯（一） mRNA堿基與氨基酸之間的對應關系（二） 翻譯蛋白質的過程合成場所：核糖體條件：運輸工具tRNA 模板mRNA 原料20種氨基酸 能量ATP 多種酶結果：通過脫水縮合形成多肽鏈（三） 基因指導蛋